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第十一节 脑神经元移行畸形
神经元移行异常是中枢神经系统先天性病变中的一组常见病,包括无脑回畸形、巨脑回畸形、多小脑回畸形、灰质异位和脑裂畸形等。临床表现多样,以癲痫最常见。
胚胎发育的2~6个月是神经元移行阶段,构成大脑皮质的神经元来自神经管上皮。生殖基质分化出的神经母细胞,大部分从最初的位置沿着呈放射状神经胶质纤维支架向外周移行形成皮质,余下部分形成大脑深部灰质核团。胚胎25周左右移行结束,30周时脑回形成。致病因素作用于神经元移行的不同阶段,可造成不同类型的移行异常。移行异常发生越早,病变越对称,病情越严重,如脑裂畸形;发生越晚,病变越不对称,病情越轻,如灰质异位。
神经元移行异常的原因很多,如血管性、感染性和化学性因素等,机制不清。有人认为发作性低血压可能在生殖基质处形成梗死灶,使局部移行受阻,导致脑裂畸形,梗死灶周围因较轻的缺血性改变导致灰质异位及多小脑回畸形。也有报道常染色体隐性遗传及第17对染色体短臂部分缺失导致移行异常。
一、无脑回和巨脑回
无脑回畸形(lissencephaly)为完全无脑回(agyria),又称光滑脑,很少见。有部分脑回形成,但这部分脑回扁平、宽基底,称为巨脑回(pachygyria)。临床上广义的无脑回畸形包括两型,1型:巨脑回-无脑回复合体,2型:是指伴有鹅卵石样无脑回畸形的先天性肌营养不良。
【病因及病理】
在神经元移行过程中多种基因异常或缺失所致。无脑回畸形的灰质无正常六层结构,只有四层即分子层、外细胞层、细胞稀疏层和内细胞层。细胞稀疏层是神经元移行期间受损形成的层状坏死区,尚未移行的神经细胞通过该区受阻,已移行的神经细胞轴突和树突在该区内中断,细胞发生变性。因此皮质增厚,白质变薄,灰白质比例可倒置,脑表面的正常形态也受影响。单纯巨脑回畸形的病变范围较局限。
【临床表现】
无脑回畸形在移行异常中预后最差,多数患者于生后6~18个月内死于循环、呼吸及神经系统疾病。表现为难治性癫痫、肌张力异常、精神运动发育障碍等。
【CT及MRI表现】
无脑回伴巨脑回畸形时,无脑回多位于顶枕叶,巨脑回多位于额叶。主要表现为脑表面光滑、无脑沟或脑沟少、脑沟间距增宽(图2-11-1~6);脑轮廓为椭圆形或沙钟形;皮质增厚(无脑回畸形> 10mm,正常人< 7mm),白质变薄,灰白质间正常指样交界消失;常伴轻度侧脑室扩大、脑积水、胼胝体发育异常、丹-瓦畸形或严重的幕下小脑、脑干萎缩。T2加权像可显示增厚的皮质内弧线状高信号,为细胞稀疏层;CT还可显示白质内钙化。MRI为最佳检查手段,常规行T1加权扫描,横断面、冠状面扫描对显示额叶有帮助,矢状面对中线结构受累显示较好。婴儿脑灰白质含水量相近,无脑回畸形时白质量就相当少,MRI和CT均不能满意地区分灰白质交界,US应作为首选检查方法。2型无脑回畸形表现为脑表面呈“鹅卵石”样或多小脑回畸形,脑干平坦或呈“Z”形,髓鞘发育不良。另可见其他发育不良,如小脑蚓部发育不良等。
图2-11-1 无脑回畸形(Ⅰ型)-巨脑回-无脑回复合体伴胼胝体发育不良
男,2岁,智力低下。A~F.轴位T1WI示双侧大脑半球脑回减少、增大,脑皮层呈双层,外皮质层薄而光滑,内皮质层厚,两者之间见薄的条状白质层。双侧侧脑室间距增大,呈“八”字形,第三脑室扩大、上移
图2-11-2 巨脑回伴多小脑回畸形
女,25岁。A~F.CT示双侧大脑半球脑回稀疏、粗大,脑沟、脑池减少,局部皮层增厚,以大脑外侧裂池周围为著
【鉴别诊断】
①层状灰质异位:几乎全部发生于女性,呈双层皮层,双层皮层间见正常的白质结构,外层皮层脑回间见浅的脑沟。②脑小畸形:头围小,脑回少,但脑沟相对正常。
图2-11-3 巨脑回伴多小脑回畸形
男,56岁,言语不清。A~F.轴位T1WI示右侧大脑半球脑回稀疏、粗大,脑沟减少,皮质增厚,局部另见多发细小脑回
图2-11-4 右侧额叶巨脑回畸形
男,26岁。横轴位T2WI、T1WI(A、B)及矢状位T1WI(C)示右侧额叶脑回灰质增厚,白质变薄,脑沟加深。同侧额叶内见类圆形长T2长T1囊性异常信号
图2-11-5 双侧额顶叶无脑回畸形
A、B.横轴位T1WI、T2WI示大脑半球表面光滑,无脑沟,皮质增厚,白质变薄,灰白质交界模糊,侧脑室呈八字形
图2-11-6 单侧巨脑回畸形
A~C.横轴位、矢状位T2WI显示左侧大脑半球脑沟减少、脑沟间距增宽,皮质增厚,白质变薄,灰白质交界模糊
二、多小脑回畸形
多小脑回畸形(polymicrogyria)指脑回迂曲增多伴灰质增厚,又称多微脑回畸形。胚胎5~6个月时神经元移行达皮质,此时致病引起新皮质内细胞分布紊乱、生长不均匀,导致多小脑回畸形。该畸形较常见,多与脑裂畸形、单侧巨脑及阿-齐Ⅱ型畸形并存。
【病因】
妊娠的第3个月,由于宫内感染、缺血、中毒或基因突变所致。
【病理】
脑回迂曲增多伴皮质增厚,皮质深部皱折显著,表面光滑。受累部位多局限,常累及岛叶区,偶累及双侧皮质。
【临床表现】
临床多无症状,病灶广泛者可有癫痫和智力障碍。
【CT表现】
显示欠佳。
【MRI表现】
多小脑回畸形特征为病变处皮质较正常皮质轻度增厚且脑沟变浅,脑回扁而宽,皮质内、外表面光滑或不规则,灰质与白质交界明确,其下方白质内常有神经胶质增生(图2-11-7、8)。
图2-11-7 多小脑回畸形
女,58岁。A~C.T1WI示右侧额顶叶脑回细小、密集,脑沟变浅、增多
图2-11-8 双侧多小脑回畸形
A、B.矢状位、横轴位T1WI显示叶大脑半球脑回迂曲增多伴皮质增厚,皮质深部皱折显著,表面光滑
【鉴别诊断】
需与巨脑回畸形鉴别,后者皮质为中度到重度增厚,脑回非常宽,脑沟浅,皮质内、外表面光滑,其下方的薄层白质内无异常信号。
三、灰质异位
灰质异位(gray matter heterotopia)指神经元和胶质组织在异常部位的聚集,是从脑室周围的生发层向脑表面皮质的放射状神经元移行过程受阻。
【病因】
此畸形病因不清,可能是遗传性的,也可能是获得性(母体外伤、感染或毒素),其中与妊娠头3个月化学性和物理性损伤的关系最为密切。常与脑裂畸形或其他先天异常并存,也可单独存在。
【病理】
神经元和胶质组织异常地聚集在室管膜下、皮质下或软脑膜下,分布可为局灶性、弥漫性。依异位灰质的形态及位置分两型:结节型,呈多发或单发结节状,分布于室管膜下、皮质下或软脑膜下;板层型又称带状型,常为弥漫性神经元移行受阻,异位灰质对称分布于皮质下区,呈带状。
【临床表现】
单纯灰质异位临床多无症状或仅有智力发育迟缓,预后相对较好,但带状型较重。常伴难治性癫痫,预后相对差;若合并其他先天畸形时,临床表现较严重。
【CT表现】
白质区出现与灰质等密度的异常密度区,增强后无强化。
【MRI表现】
PD加权像和T2加权像显示灰质异位最佳。异位灰质在所有成像序列及增强扫描的信号强度均与大脑皮质及灰质核团一致(图2-11-9~12)。结节型,为圆形或不规则形,大小不一,1mm~5cm,可单发或多发,累及单侧或双侧大脑半球,无水肿或占位效应,结节间为短T1、短T2信号的白质。依部位将结节型又分三个亚型:软脑膜下型因结节与正常灰质等信号,MRI很难发现;皮质下型位于白质深部、接近脑室,由于结节间有白质信号相隔可清楚显示;室管膜下型结节在侧脑室表面,有的可突入脑室内,使脑室腔变窄。板层型灰质异位,病变弥漫、对称分布于皮质与侧脑室间,但表面皮质形态可正常,呈“双皮质”表现。灰质异位可伴脑小畸形、胼胝体发育异常、脑裂畸形、多小脑回畸形、视隔发育不良等。
图2-11-9 结节型灰质异位
男,9岁,头晕。A~F.T1WI、T2WI及G、H.CT示双侧侧脑室室管膜下多发结节样等灰质信号(密度)影,侧脑室形态欠规则
图2-11-10 灰质异位
男,40岁,癫痫。A~C.T1WI示双侧额叶白质多发灰质信号影,右侧达右侧侧脑室
【鉴别诊断】
新生儿常见孤立的异位神经元,但生后几个月内移行完成后消失,不属真性灰质异位。室管膜下的结节型灰质异位,需同结节性硬化鉴别。结节性硬化的结节大小不一,与皮质的信号强度不完全一致,但结节有钙化为鉴别要点。孤立的灰质异位结节应与占位性病变鉴别,无水肿且强化程度与灰质相同而有助鉴别。
图2-11-11 灰质异位
男,48岁,癫痫。T1WI + C示双侧室管膜下多发等灰质结节影,未见明显强化
图2-11-12 灰质异位
男,9岁,癫痫发作。A、B.横轴位T1WI、T2WI显示右侧侧脑室旁至皮质下条带状异常信号,同灰质信号一致,属于结节型灰质异位,无水肿和占位效应。右侧侧脑室发育异常,呈憩室样外突。右侧大脑半球发育不良
四、脑裂畸形
脑裂畸形(schizencephaly)指大脑半球内的裂隙达侧脑室室管膜,且皮质沿裂隙两侧向内折,室管膜呈峰状突起。
【病因】
病因不详,可能为遗传性(基因突变)或获得性(宫内感染、创伤、中毒等)。
【病理】
神经元移行早期节段性生殖基质形成障碍或神经母细胞未能移行,部分脑组织完全不发育,形成贯通一侧大脑的脑裂。典型特征为皮质沿裂隙折入,表面软脑膜与深部室管膜相融合形成软膜室管膜缝(P-E缝),可双侧对称、不对称或单侧存在。根据裂隙形态将脑裂畸形分为融合型(闭唇型)和开放型(开唇型)。融合型指裂隙两侧皮质靠近,裂隙闭合;开放型指裂隙间形成腔隙,可与侧脑室相通或不通,裂隙边缘衬有灰质。约半数合并多小脑回畸形、灰质异位及透明隔缺如。
【临床表现】
为难治性癫痫、运动障碍、智力低下或发育迟缓。临床表现及生存时间与脑裂畸形的类型有关。其中闭合型临床表现轻,特别在运动皮质未受侵犯时,预后较好。
【CT表现】
裂隙样脑脊液密度影,直达侧脑室壁,边缘衬有灰质密度影(图2-11-13)。增强后,裂隙周围可见迂曲增粗血管影。
图2-11-13 脑裂畸形合并透明隔缺如、脂肪瘤
女,56岁,智力低下。A~F.CT示右侧侧脑室憩室状突起,见较宽的P-E缝,属于开唇型脑裂畸形。同时有透明隔缺如,双侧侧脑室前角变平,呈“幕状”。四叠体池内另见脂质密度影
【MRI表现】
典型者为大脑表面的异常裂隙从表面延伸到室管膜下,裂隙两边为灰质信号并有不规则增厚,与皮质结构相连。脑裂畸形多位于中央前回与中央后回附近,融合型裂隙两侧皮质靠近甚至裂隙闭合,可见侧脑室局限性突起,有的与裂隙相连形成P-E缝;开放型脑裂畸形裂隙间形成腔隙,其大小不一,形似“双凹透镜”状,脑表面和侧脑室处较宽而中间较窄,可与侧脑室相通或不通,常伴脑积水。按病变严重程度可分为三度:Ⅰ度,脑裂与正常脑沟宽度相近,但深入白质,沟底有厚大的异位灰质(图2-11-14);Ⅱ度,脑裂开口增宽,异位灰质可达室管膜下或突入脑室(图2-11-15),但无P-E缝和侧脑室憩室;Ⅲ度,脑裂和异位灰质深入室管膜下,形成P-E缝和侧脑室憩室。Ⅱ、Ⅲ度临床表现较重。脑裂畸形常伴有侧脑室扩大或脑积水、多小脑回畸形、灰质异位、透明隔缺如、胼胝体缺如或蛛网膜囊肿等。多小脑回畸形多位于裂隙及其邻近增厚的皮质;灰质异位多位于受累的侧脑室附近。
脑裂畸形裂隙走行可为任何方向,对于窄的或融合型裂隙,若仅单一方向成像可能误诊或漏诊,MRI多维成像有利于脑裂畸形的检出。T1加权像能清晰地显示解剖结构,质子密度加权像和T2加权像对显示脑裂畸形伴有的灰质异位很有帮助(图2-11-16、17)。
图2-11-14 脑裂畸形伴多小脑回畸形
男,38岁,癫痫。A~C.T1WI示双侧顶枕叶体积减小,形态不规则,见较深裂隙指向双侧侧脑室,裂隙周围衬有灰质,未达侧脑室,其周围见多发细小脑回组织
图2-11-15 脑裂畸形伴透明隔缺如
女,25岁,意识障碍。A~E.CT示左侧顶叶多个裂隙,部分达左侧侧脑室,边缘衬有灰质。同时透明隔缺如,双侧侧脑室前角变平,呈“幕状”
图2-11-16 双侧脑裂畸形
女,35岁。横轴位T1WI、T2WI(A~C)及矢状位T1WI(D)示双侧额叶条形裂隙影,周缘见脑灰质信号,向内与侧脑室前部相通,向外达蛛网膜下腔
图2-11-17 开放型脑裂畸形并灰质异位
A.横轴位T1WI显示左侧侧脑室憩室状突出,并见较宽的P-E缝(黑箭),形态似“双凹透镜”,属于开放型脑裂畸形。B.横轴位PDWI皮质下区见异位灰质结节(白色箭头)
【鉴别诊断】
开放型脑裂畸形应注意与混合型先天性脑穿通畸形囊肿相鉴别,后者无灰质衬边,腔隙宽大,呈球形或扇形。还应与积水性无脑畸形相鉴别,后者脑组织破坏区常位于大脑前、中动脉供血区,残留组织常为大脑后动脉供血区,但是严重的脑裂畸形与积水性无脑畸形亦很难鉴别。
第十二节 脑小畸形和狭颅症
一、脑小畸形
脑小畸形(micrencephaly)是指头围比同龄同性别正常儿童的平均值低2个标准差以上,成人则脑重量小于900g。
【病因】
原发性脑小畸形发生在胚胎2~4个月的神经元增殖阶段,病因不明,与遗传、胚胎期的环境因素有关。染色体畸形如21三体型常伴脑小畸形。继发性多见,由于胚胎后期或出生前后的缺氧、颅内感染、脑血管意外等。
【病理】
依脑小畸形是否伴有其他脑发育畸形分为真性和假性脑小畸形。真性脑小畸形表现为脑体积小,但形态正常;假性脑小畸形表现为脑小且脑室扩张,伴明显脑发育畸形如巨脑回畸形、多小脑回畸形、胼胝体发育异常等。
【临床表现】
出生时即头小,颅面比减小,前额狭窄且后倾,发际异常。颅缝早闭,但无颅内压升高。多数智力低下,部分有惊厥、共济失调、肌张力增高或手足徐动症状和体征。
【CT表现】
头颅减小,颅缝重叠,板障增厚,脑回压迹减少(图2-12-1)。
【MRI表现】
头颅大小、形态头明显小于正常同龄儿,颅面比减小。前囟和颅缝早闭,颅穹隆骨增厚。
颅内结构:真性脑小畸形脑组织体积减小,脑灰白质结构存在,MR信号无异常,可伴有脑室、蛛网膜下腔扩大;假性脑小畸形除脑体积减小外,还存在脑先天性发育畸形。MR扫描是鉴别真、假性脑小畸形的最佳方法。
【鉴别诊断】
与狭颅症鉴别。狭颅症头颅形态不规则,颅板变薄,板障减少或消失,脑回压迹增多。
图2-12-1 脑小畸形
A、B.CT平扫示患儿头颅明显小于正常同龄儿,颅缝闭合,脑质密度正常,颅穹隆骨增厚
二、一侧性大脑半球发育不全
【病因】
本病和脑小畸形的病因相同,为一侧性脑组织量减少和质的低劣。
【CT、MRI表现】
患侧颅腔狭小,颅板增厚,板障增宽。患侧脑组织量减少,侧脑室扩大,蛛网膜下腔增宽或正常。中线结构居中或向患侧移位。有时患侧可有脑软化灶(图2-12-2、3)。
图2-12-2 左侧大脑半球发育不全
CT平扫示左侧大脑半球体积减小,呈囊样低密度区,中线结构均衡向左侧移位,左侧颅腔狭小,左侧颅板增厚
图2-12-3 左侧脑小畸形伴软化灶
男,1个月。A~D.横轴位T1WI、T2WI及矢状位T1WI示左侧颅腔、大脑半球明显小于右侧,周围脑沟、脑裂增宽,左侧侧脑室扩大。左侧顶骨板障增宽。左侧额顶颞叶见多发片状长T1、长T2异常信号影
三、狭 颅 症
狭颅症(craniostenosis)又称颅缝早闭、窄颅畸形,是以颅缝过早骨性融合为特征的多种病症。本病为一条或数条颅缝早期闭合所致。缝痕完全消失,骨质隆起形成隆嵴,致颅内压增高,脑组织受压。包括尖头畸形、扁头畸形、斜头畸形、舟头畸形、三角头畸形。
【病因】
病因多样,可为遗传性、代谢性。遗传性:颅缝早闭合并其他畸形综合征的综合征性骨性融合通常为常染色体显性遗传;其他表现为杂合基因突变。代谢性:可见于甲状腺素升高的疾病、佝偻病以及黏多糖病等。
【病理】
颅缝融合因子如转化生长因子、成纤维细胞生长因子调节异常,导致颅缝提早骨化、过早闭合。
【临床表现】
综合征性和非综合征性。综合征性除颜面/颅骨不对称或头生长下降还可伴脑发育异常、并指畸形、胆管闭锁及先天性心脏病等。头颅畸形的类型及程度与提早封闭的颅缝数目及程度有关。其中矢状缝异常闭合占60%、冠状缝20%~30%、斜头畸形5%~10%、额侧1%~2%。
【CT表现】
CT能显示各种头颅畸形。狭颅症头颅形态不规则,颅骨过度骨化,颅板变薄,板障减少或消失,脑回压迹增多。脑质密度正常,脑室对称但相对较小(图2-12-4、5)。
图2-12-4 狭颅症
男,3岁。A~C.横轴位及矢状位T1WI示头颅形态不规整,板障较薄,横轴位示前后径变长,后颅窝结构拥挤,颈延角略增大
“舟状头畸形”:颅骨横径减小,前后径增大——矢状缝早闭;
“三角头畸形”:“轴状位头”,轴状位呈“梨形”——额缝早闭;
“斜头畸形”:不对称——单侧单颅缝早闭或双侧多颅缝不对称性早闭;
“短头畸形”:颅骨横径增大,前后径减小——冠状缝或人字缝早闭;
“尖头畸形”:“塔头畸形”——冠状缝和人字缝早闭;
“小头畸形”:所有颅缝均早闭。
“先天颅面骨发育不良/Crouzon病”:狭颅症并有面骨发育不良,狭颅症、面骨畸形,临床上表现为视力进行性下降、颅压高等。
【MRI表现】
MRI上表现为颅小,脑质信号一般无明显异常。除颅骨畸形外,还可见各种脑发育异常,如小脑扁桃体下疝、胼胝体发育不全等(图2-12-6)。
图2-12-5 狭颅症
男,4岁。A、B.矢状位及C、D.横轴位T1WI示头颅前后径过长,呈方形,颅底略扁平,颈髓-延髓角较小
图2-12-6 舟状头并颅底凹陷、寰枕融合、Chiari畸形
女,41岁,头痛、头晕。CT(A~C)及MRI(D~F)示头颅前后径增大,横径减小,斜坡轻度变平上抬、寰枕融合、小脑扁桃体变尖、下移
【鉴别诊断】
与脑小畸形鉴别。脑小畸形头颅减小,颅缝重叠,板障增厚,脑回压迹减少。
第十三节 巨 脑 畸 形
巨脑畸形(megalencephaly)是指出生时脑重量即> 1600g(正常新生儿脑重量为300g),或大于正常2.5个标准差以上;或生后头颅迅速增大,头围超过同龄同性别正常儿童平均值的2个标准差以上,又称头大畸形或巨脑症,很少见。
【病因】
病因不明,认为发生在胚胎2~4个月的神经元增殖阶段,可能因遗传因素或胚胎早期有害因素的作用使神经元过度增殖或增殖期延长有关。
【病理】
皮质增厚及神经胶质细胞增生导致脑异常增大或出生后迅速增大。巨脑畸形分为脑体积过大和脑质量过重两类,进一步分为解剖型和代谢型。解剖型指脑细胞体积和(或)数目大于正常,但无颅压高,可伴有神经纤维瘤病、结节性硬化或斯-威综合征等;代谢型是指脑细胞的分子生物学异常,导致异常代谢产物蓄积且脑细胞体积增大,多伴颅内压增高,部分病例伴脑白质发育不良、神经节苷脂沉积症、黏多糖沉积病等。还有非对称性的“偏侧巨脑(hemimegalencephaly)”,指一侧大脑半球的部分或全部脑组织错构样过度生长,可伴有严重且广泛的神经元移行异常。
【临床表现】
生后头颅迅速增大,形似脑积水,但无眼球“落日征”,常有智力低下、视力和听力障碍,约半数病儿有惊厥发作史。
【CT及MRI表现】
头颅大小、形态:头颅明显大于正常同龄儿(图2-13-1),颅面比增大。前囟较大,闭合延迟,在冠状和矢状扫描显示清楚。
颅内结构:颅腔扩大,大脑皮质增厚,MR信号强度正常或弥漫性增高,但无局限性信号异常;脑室正常或轻度扩大,中线结构居中。
偏侧巨脑为大脑半球和同侧脑室扩大,皮质广泛增厚,白质增厚或发育不良,常伴脑沟形成异常和显著的灰质异位及其他畸形。
【鉴别诊断】
应与脑积水、积水型无脑畸形等鉴别。婴幼儿重度脑积水时,也可表现为头颅增大,脑室常极度扩张,脑实质明显受压变薄,但各部位正常结构轮廓存在。积水型无脑畸形头颅增大,但大脑结构(大脑前、中动脉供血区)几乎完全消失,仅残留大脑后动脉供血区少许脑组织。
图2-13-1 头大畸形
A~C.CT平扫显示头颅明显大于正常同龄儿,大脑皮质略增厚,密度正常。脑室轻度扩大,中线结构居中